第一部分柔性制造系統(tǒng)課件

1、現(xiàn)代工程訓練教師：朱加雷 （機械工程學院） E_mail: 參考教材： 1.現(xiàn)代制造系統(tǒng)，羅振璧 朱耀祥 張書橋 編著 2.柔性制造系統(tǒng)，張培忠 3.機器人技術基礎，熊有倫主編No.1課程簡介以德國Festo FMS50柔性生產(chǎn)系統(tǒng)為基礎，介紹柔性生產(chǎn)線的基本含義、組成、優(yōu)點等；針對機械手部分，進行基本編程指令和操作指令的講解。 實驗部分包括系統(tǒng)整體認識實驗、供料站組裝實驗、軟件編程及機械手操作實驗?？己瞬糠郑鹤鳂I(yè)+實驗No.2No.3No.4No.5第一章 FMS概述第一節(jié) 制造及其發(fā)展 制造的英文為manufacturing或manufacture,源于拉丁語，其原義是“用手工制作”或“手

2、工業(yè)”，是指把原材料制成人們有用的貨物或產(chǎn)品。傳統(tǒng)的制造只是指制作可觸摸的貨物或產(chǎn)品，近半個世紀以來，制造的內涵得到擴展，成為了一個泛指的廣義概念。No.6從第一次工業(yè)革命以來，世界制造(Manufacturing)發(fā)生了巨大的變化。首先，制造一詞的涵義從狹隘的“手工制作”、“手工業(yè)”與“制作”擴大成包括生產(chǎn)(production)、供應與營銷的廣義的概念。 1983年國際生產(chǎn)工程學會CIRP將制造定義為，“包括制造企業(yè)的產(chǎn)品設計、材料選擇、規(guī)劃、制作的生產(chǎn)、質量保證、管理和營銷的一系列有內在聯(lián)系的活動與運作作業(yè)?！?No.71998年美國國家研究委員會NRC把制造定義為，“創(chuàng)造、開發(fā)、支持和

3、提供產(chǎn)品與服務所要求的過程與組織實體?！?999年美國麻省理工學院MIT定義現(xiàn)代制造包括：產(chǎn)品的設計與開發(fā)、產(chǎn)品規(guī)劃、銷售與售后服務，以及實現(xiàn)這些功能職能所應用的技術、流程過程和人與技術結合的途徑。2002年美國生產(chǎn)與庫存控制學會APICS定義制造為：包括設計、物料選擇、規(guī)劃、生產(chǎn)、質量保證、管理和對離散顧客與耐用貨物營銷的一系列相互關聯(lián)的活動和運作作業(yè)。同時，現(xiàn)代制造的概念已經(jīng)突破可觸摸的產(chǎn)品貨物生產(chǎn)范疇，同不可觸摸的軟件生產(chǎn)、服務和應用高新技術與知識附加價值(顧客價值)的活動與流程融合在一起。 No.8 近250多年來，世界制造歷經(jīng)了三次制造模式的戰(zhàn)略性轉變：1750年從工業(yè)革命前的手工業(yè)

4、與手工場式的制造模式到近代工廠的單件小批生產(chǎn)模式的第一次戰(zhàn)略性轉變； 20世紀20年代至60年代的從單件小批生產(chǎn)模式到大量生產(chǎn)模式的第二次戰(zhàn)略性轉變； 美國福特汽車公司在19101920年建立了一條生產(chǎn)線，創(chuàng)造了1分鐘生產(chǎn)一輛“T”型車的記錄，使成本從剛推出時的890美元輛，降到1926年的290美元輛，從而使汽車從少數(shù)富翁的奢侈品變成了大眾化的交通工具，開創(chuàng)了機械工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的時代。No.9這是一種“單一品種(或少品種)大批量以大批量降低成本以低成本擴大市場以市場進一步擴大批量”的發(fā)展模式。由于這種發(fā)展模式的成功，因此在30-50年代，各種機械的、電氣的、液壓的自動化 裝置被發(fā)明，各種高效

5、的專 用自動化機床被設計出來。 通過自動輸送帶將各單機聯(lián) 結成各種各樣的自動化生產(chǎn) 線，從而使單一品種、大批 量生產(chǎn)的剛性自動化生產(chǎn)達到成熟階段。No.10 進入60年代以后，世界市場發(fā)生很大的變化，用戶對產(chǎn)品的需求千變萬化，而且要求供貨及時，這是市場的最新發(fā)展趨勢。起初，這一趨勢主要對產(chǎn)品裝配領域有影響，往往用大批量生產(chǎn)出的相同零部件裝配出有所變化的最終產(chǎn)品(如同一類型不同顏色的汽車)，然而現(xiàn)在的用戶卻需要用不同的零部件形成真正有特色的產(chǎn)品。No.11 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，追求多樣化、新穎化成為社會風尚，對消費品的要求更高，希望產(chǎn)品有自己的特色。目前，每個制造商都必須迎合顧客的需

6、求去開發(fā)新產(chǎn)品和組織生產(chǎn)。激烈的競爭使傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生了改變，要求對傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進。如汽車只在外觀上不同還遠遠不夠，必須要有實質的改型?？梢钥吹?，如今的汽車發(fā)動機依然是過去的樣子，但其零件的加工工藝和原材料卻在不斷的改進。激烈的市場競爭，使產(chǎn)品品種日益增多，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期日趨縮短。No.1220世紀70年代到21世紀初的從大量生產(chǎn)到豐田/精益生產(chǎn)模式的第三次戰(zhàn)略性轉變。 豐田汽車集團締造的豐田生產(chǎn)方式（TPS, Toyota Production System）可以說是世界制造史上的一大奇跡。以豐田生產(chǎn)方式和經(jīng)營管理方法為標志的日本制造業(yè)在“生產(chǎn)方式”、“組織能力”、“管

7、理方法”上的領先，改變了21 世紀全球制造業(yè)的存在形式和秩序。 豐田生產(chǎn)方式是一種區(qū)別于福特式大量生產(chǎn)的新型制造模式，經(jīng)過長期的創(chuàng)新、連續(xù)的改進改善，形成了以簡化產(chǎn)品設計與制造、零浪費、零缺陷、零故障、零庫存、準時制JIT(just-in-time)和自治化生產(chǎn)組織為主要特征的新一代制造模式。No.13其中的零庫存、零浪費、零缺陷、零故障，并不是絕對意義上的不存在。例如在豐田的倉庫里以及生產(chǎn)線上，庫存是客觀存在的，只是豐田人一刻也沒有停止對更少庫存（無限接近于零）的追求?？梢?，零庫存并不是現(xiàn)實，而是一種不斷走向精益的思想和對零庫存持續(xù)追求的態(tài)度和行動。所謂自治化，就是讓設備或系統(tǒng)擁有人的“智能

8、”。當被加工零件或產(chǎn)品出現(xiàn)不良時，設備或系統(tǒng)能即時判斷并自動停止。通過“自治化”改善的設備或系統(tǒng)，可以達到兩個目的，一個是不生產(chǎn)不良品（實現(xiàn)零缺陷），另一個是可以節(jié)省監(jiān)控設備運行的看護人（實現(xiàn)省人化）。所以，“自治化”與一般意義上的自動化不是一回事。 No.14準時制：在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式里，一般采用前工序推動（Push）的方法安排生產(chǎn)，即前工序按照自己的進度進行生產(chǎn)，之后將做好的產(chǎn)品傳遞到后面的工序。這樣做的壞處是，當后工序產(chǎn)能不匹配或出現(xiàn)問題時，會造成產(chǎn)品停滯、堆積和生產(chǎn)周期變長等。在TPS里，要求采用后工序拉動的方法安排生產(chǎn)。具體地說，就是后工序使用“看板”通知前工序“什么時間？需要什么？需

9、要多少？”；前工序根據(jù)后工序的需求和節(jié)拍安排生產(chǎn)，保障供給。No.15在1983年出版的豐田生產(chǎn)方式的新發(fā)展中有一個典型的統(tǒng)計，在3個月中，該公司生產(chǎn)了364000輛汽車，共4個基本車型，32100種型號，平均每種型號產(chǎn)量是ll輛，最多是17輛，最少是6輛。由此可見，即使大規(guī)模生產(chǎn)的汽車工業(yè)也成了一種要求進行多品種小批量生產(chǎn)的典型行業(yè)No.16另一種統(tǒng)計指出，汽車的平均生命周期在1970年時為12年，1980年縮為4年，而1990年僅為1.5年。再以機電產(chǎn)品為例，產(chǎn)品的生命周期超過10年的在60年代約占32，到了80年代降為15 ，而市場壽命在5年以下者則由38增長到6570。No.17 在激

10、烈的市場競爭中，人們也認識到縮短從訂貨到交貨的周期是贏得競爭的主要手段。而30年代到50年代建立的單品種生產(chǎn)自動化生產(chǎn)線，它有固定的生產(chǎn)節(jié)拍，而且設計復雜，投資巨大。當產(chǎn)品的生命周期結束而必須生產(chǎn)其它品種時，對原有的制造系統(tǒng)的改造難度相當大，改造周期相當長，改造費用也相當昂貴。所以，這種剛性自動化生產(chǎn)線是無法滿足不同顧客對產(chǎn)品的不同要求，也無法在激烈的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。No.18 市場要求產(chǎn)品的品種越來越多，而每種產(chǎn)品的批量卻越來越小，這就導致現(xiàn)代機械工業(yè)生產(chǎn)結構中多品種，中小批量生產(chǎn)類型的企業(yè)在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢地位。多品種中小批量生產(chǎn)在社會生產(chǎn)總量中所占的比重日益增大，世界機電產(chǎn)品中屬于中

11、小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品種數(shù)由60年代占50左右到80年代上升為85，產(chǎn)值由占45上升為75。我國機械制造企業(yè)用小批量生產(chǎn)的占企業(yè)總數(shù)的95左右，它們絕大多數(shù)在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式下，處于低效率、長周期、高成本的落后狀態(tài)。 市場的變化與發(fā)展促使企業(yè)界尋求一條有效的途徑，來解決多品種、中小批量生產(chǎn)自動化的問題。經(jīng)過幾十年不懈的努力，終于找到了解決這個問題的金鑰匙柔性制造系統(tǒng)(FMS)。No.19可重構制造系統(tǒng)RMS， Reconfigurable Manufacturing System 是指為適應市場的需求變化，按系統(tǒng)規(guī)劃的要求以重組和更新組元或子系統(tǒng)的方式快速調整制造過程、制造功能和制造生產(chǎn)能力，它是基于

12、現(xiàn)有的或可獲得的新設備和其它組元的可動態(tài)組態(tài)的新一代制造系統(tǒng)。由于系統(tǒng)的這種可重構性，大大提高了系統(tǒng)的功能柔性和靈捷性，利用系統(tǒng)的可重構性，可以不斷調整系統(tǒng)的制造過程、制造功能及制造能力，及時、高效的響應市場變化。在工業(yè)界和政府的推廣下發(fā)達國家從90年代中期開展了可重構制造系統(tǒng)的基礎與應用研究，目前為止可重構制造系統(tǒng)的理論研究已取得一定的進展。No.20科學技術的發(fā)展為傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的變革提供了可能 一種新的生產(chǎn)方式的出現(xiàn)，必須要有技術的發(fā)展作為基礎相依托。對機械制造來說，影響最大的是電子計算機的出現(xiàn)及其飛速發(fā)展和廣泛應用。50年代數(shù)字化技術在機床上開始應用，這就是所謂的數(shù)控(NC)機床。幾乎與

13、數(shù)控機床研制的同時，開始了自動編程系統(tǒng)的研制，以擺脫手工編寫數(shù)控程序的落后狀態(tài)。No.21 1954年，美國麻省理工學院完成了第一個用于零件數(shù)控編程的工具，起名為自動編程工具(APT)，從1965年起，美國又開始研制圖形編程(即用圖形驗證數(shù)控加工程序)，1967年初步完成并投入使用，從而解決了APT語言編程存在的基本問題。70年代，隨著微處理機的應用，數(shù)控機床進一步迅速發(fā)展，出現(xiàn)了計算機數(shù)控(CNC)機床，它是獨立的自適應的自動化機床。有了CNC機床，又有了自動編程手段，使中小批量的外形復雜零件的自動化加工問題得以很好解決，提高了生產(chǎn)率和加工精度，縮短了生產(chǎn)準備周期，使機床趨于“柔性化”。No

14、.22 1959年，美國首先研制出第一臺工業(yè)機器人，為完善地解決加工過程中物料搬運自動化，解決單調、笨重、危險、有害和超過人能勝任的極限環(huán)境下作業(yè)自動化，特別是裝配自動化提供了現(xiàn)實的可能性。 60年代末期開始研究的計算機輔助工藝過程設計(CAPP)，其基本功能在于工藝路線設計、每道工序的詳細設計、切削用量的選擇、時間定額的制定，等等。盡管由于零件形狀的復雜性和加工技術的多樣性，開發(fā)CAPP的技術難度相當大，然而目前已有一些系統(tǒng)投入應用。通過CAPP系統(tǒng)，工藝設計人員可以減少工藝編制工作的工作量，從每天大量重復、繁瑣的工作中解脫出來，從而有更大的精力從事新技術新工藝的開發(fā)工作。No.23工藝制定

15、No.24 70年代末，80年代初，計算機輔助管理，物料自動搬運，刀具管理，計算機網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展以及CADCAM技術的不斷發(fā)展，更為FMS的發(fā)展提供了有力的支持。 與此同時，自動控制理論，制造工藝，以及生產(chǎn)管理科學也都有了日新月異的變化，這些都為FMS的發(fā)展提供了必要的環(huán)境。No.25FMS的起源及發(fā)展 在大部分制造業(yè)中，都存在著設備利用率低、生產(chǎn)效率差的現(xiàn)象。由于采用了自動裝夾技術、成組技術，以及實現(xiàn)兩班制和三班制，使得生產(chǎn)時間有所改善。因此，自動化初期把重點放在加工方法上，而后來把注意力集中到用于搬運和等待的95的非生產(chǎn)時間的利用上，如今又把注意力集中到如何減少機床閑置的時間，以期提高

16、機器設備的生產(chǎn)效率和利用率。No.26 FMS的概念誕生于20世紀60年代的倫敦，由一位做研究和開發(fā)工作的工程師大衛(wèi)威廉遜(David Williamson)提出的。當時他使用Flexible Machining System這個名稱，并在一個機加工車間里安裝了第一套FMS。它是在計算機控制下，每天工作24h(實際上在中班和晚班的16h內進行無人化加工)，故稱之為24系統(tǒng)，這就是1967年英國創(chuàng)建的世界上最初的柔性加工系統(tǒng)(SYSTEM 24)，由英國molins公司將其公諸于世。No.27 大衛(wèi)威廉遜(Williamson)在該系統(tǒng)中用人工將工件裝到托盤上，然后托盤被送到各機床處，并在需要的

17、時候自動安裝工件，用數(shù)控機床加工一系列不同的零件。每臺機床配置一個刀庫，系統(tǒng)從刀庫中選用刀具進行各種不同的加工操作，整個過程還包括清除切屑和清理工件，該系統(tǒng)用計算機控制機床的多種操作，無需人力介入。這種用計算機分散控制機床加工和每天24h加工相結合的思想就是FMS的起源。No.28 1968年，美國Cincinnati 公司開發(fā)了可變任務系統(tǒng)，它們成為后來廣泛流傳的柔性制造系統(tǒng)的原型。到20世紀80年代初，機器人、無人自動導向小車、柔性自動化FA成為制造自動化的主流。隨著計算機控制設備的發(fā)展以及在金屬成形和裝配方面的廣泛應用，柔性加工系統(tǒng)(Flexible Machining System)

18、逐漸發(fā)展為柔性制造系統(tǒng)(F1exible manufacturing system)，美國Kearney Trecher公司首先使用這個名稱來命名可以完成多品種、中小批量制造加工任務，并由計算機控制的自動加工線。No.29 大衛(wèi)威廉遜(Williamson)提出的FMS在歐洲應用后，人們很快發(fā)現(xiàn)其中的許多原則對于加工小批量、多品種產(chǎn)品來說趨于理想化，于是進行了各種改進。70年代初期原聯(lián)邦德國、日本、前蘇聯(lián)、美國、意大利等相繼開發(fā)了本國的第一代FMS，經(jīng)過了10年的發(fā)展和完善，F(xiàn)MS開始走出實驗室而逐步成為先進制造企業(yè)的主力裝備。由于顯著的經(jīng)濟效益，各國相繼投入大量資金，競相開發(fā)FMS。No.3

19、0第二節(jié) FMS的定義、組成 No.31 九桌面模塊化柔性制造系統(tǒng) 將原料庫與成品庫區(qū)分，采用不同結構的碼垛機進行工件出入庫工作，同時增加總控及觸摸屏模塊單元、CCD機器視覺檢測模塊單元、工件分揀模塊單元。用以豐富控制方法和方式，并增加工業(yè)常用的分揀方式與檢測方式等。每桌面均可脫離系統(tǒng)獨立運行與實驗，具備單機/聯(lián)機功能。 No.32No.33No.34 鈑材柔性制造系統(tǒng)No.351、FMS的定義 中華人民共和國國家軍用標準有關“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術語”中定義為“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng)，它包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變

20、化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。”No.36 柔性制造系統(tǒng)的三種類型 柔性制造單元 柔性制造單元由一臺或數(shù)臺數(shù)控機床或加工中心構成的加工單元。該單元根據(jù)需要可以自動更換刀具和夾具，加工不同的工件。柔性制造單元適合加工形狀復雜，加工工序簡單，加工工時較長，批量小的零件。它有較大的設備柔性，但人員和加工柔性低。 No.37柔性制造系統(tǒng) 柔性制造系統(tǒng)是以數(shù)控機床或加工中心為基礎，配以物料傳送裝置組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由電子計算機實現(xiàn)自動控制，能在不停機的情況下，滿足多品種的加工。柔性制造系統(tǒng)適合加工形狀復雜，加工工序多，批量大的零件。其加工和物料傳送柔性大，但人員柔性仍然較低。 No.3

21、8柔性自動生產(chǎn)線 柔性自動生產(chǎn)線是把多臺可以調整的機床(多為專用機床)聯(lián)結起來，配以自動運送裝置組成的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線可以加工批量較大的不同規(guī)格零件。柔性程度低的柔性自動生產(chǎn)線，在性能上接近大批量生產(chǎn)用的自動生產(chǎn)線；柔性程度高的柔性自動生產(chǎn)線，則接近于小批量、多品種生產(chǎn)用的柔性制造系統(tǒng)。No.39 1）硬件的組成部分 a. 兩臺以上的數(shù)控機床或加工中心以及其他的加工設備(包括測量機、清洗機、動平衡機，各種特種加工設備等)； b.一套能自動裝卸的運儲系統(tǒng)，包括刀具的運儲和工件原材料的運儲（具體結構可采用傳送帶、有軌小車、無軌小車、搬運機器人、上下料托盤、交換工作站等)； c一套計算機控制系統(tǒng)。F

22、MS的特點 No.40 2）軟件的主要內容 aFMS的運行控制； bFMS的質量保證； cFMS的數(shù)據(jù)管理和通信網(wǎng)絡 3）FMS的功能 a能自動進行零件的批量生產(chǎn)； b簡單地改變軟件，便能制造出某一零件族中的任何零件； c物料的運輸和儲存必須是自動的(包括刀具工裝和工件)；No.41 柔性制造系統(tǒng)中的“柔性”，從某種意義上講，是FMS的靈魂，是區(qū)別于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的關鍵所在。分析FMS的柔性，不難發(fā)現(xiàn)，應該包含兩個不同范疇的柔性，即FMS用戶的柔性和FMS供應商的柔性。其中用戶柔性是用戶最為關切的，也是FMS第一的柔性，而供應商的柔性屬第二位柔性，那是FMS供應商最感興趣的，因為他們不可能每次都

23、從頭設計FMS ，他們需要足夠的柔性，能把不同的機床集成為不同的FMS，以滿足不同的生產(chǎn)需要。然而FMS的用戶對此也很重視，因為標難化的聯(lián)結可以使系統(tǒng)的安裝費用大大降低。FMS的柔性 No.42 a.瞬時柔性 指的是主控計算機可以隨意安排加工機床的能力，以便處理個別機床發(fā)生故障時，工件可在其它互替機床上繼續(xù)進行加工，不使生產(chǎn)停滯，克服單一機床加工的瓶頸問題。另外，當FMS同時加工多種類型工件時，可以從調度上提高機床的利用率，使機床始終處于加工狀態(tài)，沒有閑置時間。根據(jù)卡盤卡具數(shù)目、刀具庫的刀具設置和系統(tǒng)加工能力，對每一零件的加工路線進行實時規(guī)劃，在多條路徑中選定，而且對每一類零件的加工時間也要進

24、行分配，不要讓加工能力有限的機床影響工件在其它機床上的加工。1）FMS用戶的柔性 No.43 b.操作柔性 指的是操作人員在其所處的制造環(huán)境中能夠規(guī)劃生產(chǎn)并自動運行，必要時還能進行干預和及時改變現(xiàn)行生產(chǎn)的方便程度。這種柔性，使操作人員能對生產(chǎn)中可能出現(xiàn)瓶頸的地方進行調整，并實時改變零件的工藝路線或對生產(chǎn)的規(guī)模進行調整。遇到加急定單時，不需要先規(guī)劃，立刻就能上線加工。No.44 c. 短期的生產(chǎn)柔性 指的是在短期內處理不同類型零件混合加工的能力。當在線的一批混合零件陸續(xù)加工完時，新的零件(往往也是多種類型的但又不一定與原先的類型相同)就不斷補充上線從而使待加工零件群處于動態(tài)的變化之中(可能每個星

25、期都變)，短期柔性就可以保證FMS對任意的加工零件群進行加工，并保持很高的生產(chǎn)率，適應用戶的需要。No.45 d. 長期柔性 指的是在FMS的生命周期內(一般10一15年)，通過主控計算機修改和更新數(shù)據(jù)庫(不需修改程序原碼)來適應產(chǎn)品類型、工藝路線、刀具等方面的各種變化，從而對新的零件族進行加工的能力，這是一種戰(zhàn)略柔性。No.46 e. 實施過程的柔性 指的是不屬主控計算機的功能、卻又需主控計算機處理的那些柔性。主要是指設備柔性和工藝柔性。設備柔性又包含三方面的內容，即機床能夠按任意順序加工多種零件的能力；運輸系統(tǒng)能在不同路線上傳送各類運輸單元(如托盤、卡盤等)的能力；機床CNC能夠運行多種零

26、件加工程序的能力。為此要求FMS中的設備必須與FMS系統(tǒng)完全集成，否則就會降低整個FMS的柔性。No.47 指的是主機能適應不同用戶加工需求的能力。體現(xiàn)在要有一套能符合上述各種柔性要求的主機通用的標準軟件上。這就要求有正確的軟件設計思路和正確的主機系統(tǒng)設計思路。在硬件配置上，使主機的外設接口能夠滿足多種類型FMS的設計需要，應能與用戶決定的各種機床相聯(lián)結。在數(shù)據(jù)庫的建立上，主機的軟件應能對數(shù)據(jù)庫進行參數(shù)化配置，建立一批特定的數(shù)據(jù)庫。只要由通用標準FMS軟件包對參數(shù)化的數(shù)據(jù)庫進行處理而不必對軟件進行修改和再次開發(fā)，就可適應不同F(xiàn)MS的要求。2）FMS供應商的柔性 No.48機器柔性 當要求生產(chǎn)一

27、系列不同類型的產(chǎn)品時,機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。 工藝柔性 一是工藝流程不變時自身適應產(chǎn)品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內為適應產(chǎn)品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。 產(chǎn)品柔性 一是產(chǎn)品更新或完全轉向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;二是產(chǎn)品更新后,對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。 相關柔性內容No.49維護柔性 采用多種方式查詢、處理故障,保障生產(chǎn)正常進行的能力。 生產(chǎn)能力柔性 當生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟地運行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng),這一點尤為重要。（加工系統(tǒng)模塊化） 擴展柔性 當生產(chǎn)需要的時候,可以很容易地擴展系統(tǒng)結構,增加模塊,構

28、成一個更大系統(tǒng)的能力。 運行柔性 利用不同的機器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的能力和同樣的產(chǎn)品,換用不同工序加工的能力。 No.50 FMS的規(guī)模雖然差異較大，功能不一，但都必須包含三個基本部分，即加工系統(tǒng)、物料運送及管理系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。除此之外，還根據(jù)FMS的不同要求，配置不同的輔助工作站，如清洗工作站、監(jiān)控工作站、烘干工作站等。2、FMS的組成No.51 1）自動加工系統(tǒng) 自動加工系統(tǒng)，指以成組技術為基礎，把外形尺寸(形狀不必完全一致)、重量大致相似，材料相同，工藝相似的零件集中在一臺或數(shù)臺數(shù)控機床或專用機床等設備上加工的系統(tǒng)。 對于以加工箱體形零件為主的FMS，應配備數(shù)控加工中

29、心(有時用CNC銑床)，對于以加工回轉體零件為主的FMS多數(shù)配備CNC車削中心和CNC車床(有時也配備CNC磨床)；對于既加工箱體形零件，又加工回轉體零件的FMS，需既配備CNC加工中心，也配備CNC車削中心；對于加工特殊零件的FMS，需配備專用的CNC機床，如加工齒輪應配有CNC齒輪加工機床，有的FMS還應根據(jù)需要，配備焊接、噴漆等設備。根據(jù)規(guī)模的不同，系統(tǒng)中的機床數(shù)由2臺一20臺或更多些。從目前的趨勢看，系統(tǒng)中的機床數(shù)均較少，多數(shù)為2臺一4臺。No.52 物料系統(tǒng)，指由多種運輸裝置構成，如傳送帶、軌道、轉盤以及機械手等，完成工件、刀具等的供給與傳送的系統(tǒng)，它是柔性制造系統(tǒng)主要的組成部分。

30、實施對毛坯、夾具、工件、刀具等出入庫的搬運、裝卸工作。如果工件和刀具的傳遞分別由各自的傳送系統(tǒng)完成，那么運送系統(tǒng)就分為工件運送系統(tǒng)和刀具運送系統(tǒng)。在大多數(shù)的FMS中，進入系統(tǒng)的毛坯在工件裝卸站裝夾到托盤夾具上，然后由工件傳遞系統(tǒng)進行輸送和搬運。該系統(tǒng)包括工件在機床之間、加工單元之間，自動倉庫與機床或加工單元之間以及托板存放站與機床之間的輸送和搬運。 自動搬運設備包括有滾柱式傳送帶、鏈式傳送帶、地下鏈牽引線式小車、有軌小車、橋式行車機械手(或懸掛式機械手)等。2）物料系統(tǒng) No.53 信息系統(tǒng)，指對加工和運輸過程中所需各種信息收集、處理、反饋，并通過電子計算機或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等)，

31、對機床或運輸設備實行分級控制的系統(tǒng)。 實施對整個FMS的控制和監(jiān)督管理。由一臺中央計算機 (主機)與各設備的控制裝置組成分級控制網(wǎng)絡，構成信息流。3）信息系統(tǒng)No.544）軟件系統(tǒng) 指保證柔性制造系統(tǒng)用電子計算機進行有效管理的必不可少的組成部分。它包括設計、規(guī)劃、生產(chǎn)控制和系統(tǒng)監(jiān)督等軟件。柔性制造系統(tǒng)適合于年產(chǎn)量1000100,000件之間的中小批量生產(chǎn)。 No.55FMS的效益 FMS是投資巨大的工程項目，因此它的運行效益至關重要。但是，由于FMS具有柔性，使得有些效益難以用確切的數(shù)值來衡量，而企業(yè)在引進FMS時所追求的效益往往不僅僅著眼于經(jīng)濟效益。因為FMS除了可用貨幣表示的經(jīng)濟效益外，還

32、有不能用貨幣表示的戰(zhàn)略效益。比如能迅速對市場需求作出反應，及時推出新產(chǎn)品和變型產(chǎn)品而獲得更多的市場機遇；以及由于壓縮了產(chǎn)品關鍵零件的周期而縮短了整個產(chǎn)品的交貨期等。因此評價FMS的效益就是一件比較復雜的事情。No.56 1、主要設備利用率高 在典型的情況下，F(xiàn)MS中一組機床的產(chǎn)量是單機作業(yè)車間環(huán)境下用相同數(shù)目機床所獲得的生產(chǎn)量的3倍。首先是因為通過計算機對零件作業(yè)進行調度，一旦某一機床空閑，計算機便調一個零件到該機床加工，使FMS可以獲得很高的生產(chǎn)率。其次是因為零件在物流運儲系統(tǒng)上的移動和把相應的NC程序傳輸給機床是同時進行的。再一個原因在于零件到達機床時已被裝夾在托盤上，機床不必等待零件的裝夾調整就可加工。No.57 2、減少主要設備數(shù)量 由于FMS的機床利用率高，因而加工同